魏平波,游 潮,陳 浩,何 俊,林 斌
白細(xì)胞介素1 是高血壓腦出血后重要的促炎癥細(xì)胞因子,動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示,高血壓腦出血后的炎癥反應(yīng)是出血后神經(jīng)元繼發(fā)性損害及神經(jīng)功能障礙加重的重要因素[1]。因?yàn)閷?duì)高血壓腦出血患者出血灶周圍的促炎癥細(xì)胞因子變化進(jìn)行研究,存在取材困難和倫理學(xué)方面問(wèn)題,所以近年來(lái)已經(jīng)鮮有報(bào)道。我們選用高血壓大鼠制作腦出血模型,探討其出血后外周血血清中IL-1β 的表達(dá)與腦水腫程度的相關(guān)性,現(xiàn)將研究情況報(bào)道如下。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與分組 由四川大學(xué)華西動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供自發(fā)性高血壓大鼠(spontaneously hypertensive rats,SHR),雄性,年齡均為12±2 w,共60只,體重210~260 g,采用多層層流架飼養(yǎng),恒溫(20 ℃~25 ℃)。動(dòng)物分組:將60 只大鼠隨機(jī)分成兩組:(1)CH 組30 只,按出血時(shí)間隨機(jī)分為8 h、16 h、24 h、48 h、72 h、120 h 共6 組,每組5 只;(2)對(duì)照組30 只,也按出血時(shí)間隨機(jī)分為8 h、16 h、24 h、48 h、72 h、120 h 共6 組,每組5 只;每組均在實(shí)驗(yàn)前用小動(dòng)物無(wú)創(chuàng)血壓測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行尾動(dòng)脈血壓監(jiān)測(cè)。
1.2 ICH 組實(shí)驗(yàn)?zāi)P偷慕?1)ICH 組大鼠采用自體血注入法建立大鼠模型[2];(2)對(duì)照組實(shí)驗(yàn)大鼠模型建立方法同實(shí)驗(yàn)組,但只是完成刺入動(dòng)作,不注入血液。
1.3 成功模型的篩選與行為學(xué)評(píng)定 采用Longa、Berderson 評(píng)分法[3,4]篩選成功模型,分值與對(duì)照組進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析;有行為學(xué)異常的為成功模型,進(jìn)入實(shí)驗(yàn)組繼續(xù)試驗(yàn),不成功模型廢棄,重新制作補(bǔ)足試驗(yàn)數(shù)量;本試驗(yàn)組大鼠模型30 只,一次性模型制作28 只,余2 只在術(shù)后死亡,重新制作。采用此方法一次性模型制作成功率達(dá)93.3%(28/30)。
1.4 腦含水量測(cè)定 行為學(xué)評(píng)定后在各時(shí)間位點(diǎn)將大鼠模型斷頭處死,剝離顱骨,取全腦組織作冠狀切開(kāi)了解腦內(nèi)血腫形成情況后沿中線切開(kāi),各組大鼠模型右腦組織稱測(cè)濕重,再經(jīng)過(guò)90 ℃~110 ℃烘干24 h 后測(cè)定干重。腦組織含水量=(腦組織濕重-腦組織干重)/腦組織濕重×100%。
1.5 血清IL-1β 測(cè)定 ICH 組和對(duì)照組大鼠模型均按照隨機(jī)分組原則分為A(A1-A5)、B(B1-B5)、C(C1-C5)、D(D1-D5)、E(E1-E5)、F(F1-F5)組,共6 組,每組5 只,分別對(duì)應(yīng)8 h、16 h、24 h、48 h、72 h、120 h 6 個(gè)不同出血時(shí)間位點(diǎn)完成行為學(xué)評(píng)定后,抽取左股動(dòng)脈血1 ml 采用IL-1βELISA 試劑盒(上海瑞齊生物科技有限公司),按照血清IL-1β測(cè)定步驟進(jìn)行血清IL-1β 測(cè)定。
1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS12.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,各項(xiàng)檢測(cè)結(jié)果以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示。兩組間比較用t 檢驗(yàn),多組間用單因素方差分析(one way ANOVA),取P<0.05 為有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
2.1 術(shù)前ICH 組與對(duì)照組大鼠體重及血壓比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(見(jiàn)表1)。
2.2 兩種行為學(xué)評(píng)分法對(duì)術(shù)后不同時(shí)間位點(diǎn)兩組大鼠的行為學(xué)進(jìn)行評(píng)定 結(jié)果ICH 組模型麻醉清醒后即可觀察到其行為學(xué)異常,對(duì)照組無(wú)行為學(xué)異常;兩組大鼠在8 h~72 h 之間的5 個(gè)時(shí)間位點(diǎn)上采用兩種評(píng)分方法其分值比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,提示其行為學(xué)改變與腦損傷是密切聯(lián)系的,在120 h時(shí)其行為學(xué)異常已明顯改善。模型制作過(guò)程中有2只分別在術(shù)后1 d 和3 d 死亡,可能系血腫引發(fā)的水腫腫脹致腦疝死亡,不納入實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì),重新制作新模型納入實(shí)驗(yàn)(見(jiàn)表2)(對(duì)照組均為0 分)。
2.3 ICH 組大鼠與對(duì)照組腦含水量的變化在8 h 組和16 h 組與對(duì)照組相比無(wú)顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05),但16 h 組較8 h 組已開(kāi)始升高,24 h、48 h、72 h 3 組的腦平均含水量較8 h 和16 h 組進(jìn)一步升高,與對(duì)照組相比有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05),并出現(xiàn)明顯的行為學(xué)異常,其行為學(xué)異常程度與腦水腫腫脹程度變化一致,120 h 組已明顯下降,與對(duì)照組相比無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05),其行為學(xué)異常好轉(zhuǎn);各組間比較,在不同的時(shí)間位點(diǎn),腦含水量值均數(shù)不等,各組間比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.01),因此可認(rèn)為在腦出血后的不同時(shí)間位點(diǎn)其腦含水量是不一致的,在24 h 時(shí)逐漸達(dá)到高峰,持續(xù)到72 h 時(shí)開(kāi)始下降,120 h 時(shí)與對(duì)照組相比已經(jīng)無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)(見(jiàn)表3)。
2.4 兩組大鼠不同時(shí)間位點(diǎn)外周血IL-1β 含量測(cè)定 ICH 后8 h 時(shí)即可以監(jiān)測(cè)到外周血IL-1β增高,但增高值與對(duì)照組相比無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05),16 h 時(shí)外周血IL-1β 增高與對(duì)照組已存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05),在24 h~48 h 外周血IL-1β達(dá)到高峰,持續(xù)高位維持到72 h 后開(kāi)始下降,高峰期在48 h 時(shí)外周血IL-1β 含量與對(duì)照組相比存在明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.01),120 h 時(shí)外周血IL-1β含量值仍稍高于對(duì)照組,但是二者比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)(見(jiàn)表4)。
2.5 ICH 組模型在出血后其血清IL-1β 含量與腦含水量測(cè)定 測(cè)定值采用非線性二次項(xiàng)回歸分析結(jié)果如下:建立非線性二次項(xiàng)回歸方程:Y=77.451+0.0001×X2,(r=0.906,P<0.001),2 個(gè)變量呈正相關(guān)性;其中,Y 表示腦含水量,X 表示血清IL-1β 含量,2 變量的變化關(guān)系。
表1 兩組大鼠術(shù)前體重、血壓比較
表2 兩種行為學(xué)評(píng)分法對(duì)ICH 組大鼠行為學(xué)評(píng)分
表3 兩組大鼠不同時(shí)間位點(diǎn)腦含水量測(cè)量值變化
表4 兩組大鼠不同時(shí)間位點(diǎn)血清IL-1β測(cè)定值變化(ng/mg·pr)
近年來(lái)ICH 后炎癥反應(yīng)對(duì)腦水腫的影響已經(jīng)越來(lái)越受到重視,Zhang[5]等以大鼠ICH 模型研究發(fā)現(xiàn),在ICH 后48 h 炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)已經(jīng)很明顯。IL-1β 是IL-1的β 亞型,也是高血壓腦出血(ICH)后血腫及其周圍組織發(fā)生炎癥反應(yīng)的重要細(xì)胞因子,Holmin[6]研究發(fā)現(xiàn)IL-1 可以破壞血腦屏障(BBB)導(dǎo)致其通透性增加,從而導(dǎo)致并加重血管源性腦水腫。此外IL-1β 尚可促進(jìn)IL-6、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、克隆刺激因子分泌和加速IL-1β 自身合成,形成出血后損傷[7]。
我們通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)對(duì)高血壓腦出血后大鼠的血清IL-1β 的監(jiān)測(cè)來(lái)了解其變化規(guī)律,結(jié)果發(fā)現(xiàn):(1)ICH 后血清可以監(jiān)測(cè)到IL-1β 在不同時(shí)間位點(diǎn)的變化,這種促炎細(xì)胞因子在ICH 后血清中被證實(shí)可得到明顯的表達(dá)。(2)ICH 后以腦含水量代表的腦水腫腫脹的變化過(guò)程與血清中IL-1β 的變化過(guò)程均是一個(gè)從低值到高值,達(dá)到波峰后開(kāi)始下降的過(guò)程;ICH 后8 h 時(shí)血清中即可監(jiān)測(cè)到IL-1β 增高,在16 h時(shí)與對(duì)照組已經(jīng)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,在24 h~48 h 時(shí)達(dá)到高峰,持續(xù)性的高位維持到72 h 后開(kāi)始下降,其中48 h 時(shí)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異最為明顯,120 h 時(shí)IL-1β 仍較對(duì)照組偏高,但是已經(jīng)無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異;而腦含水量在48 h~72 h 達(dá)到高峰,與對(duì)照組相比有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。后逐漸開(kāi)始下降,120 h 時(shí)已經(jīng)無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異;大鼠模型的行為學(xué)異常程度亦符合腦水腫的變化規(guī)律,120 h 時(shí)異常模型已改善。(3)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了血清IL-1β 測(cè)量值與腦含水量值兩個(gè)變量的變化趨勢(shì)是基本一致的,對(duì)兩個(gè)變量進(jìn)行相關(guān)的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,求出相關(guān)統(tǒng)計(jì)學(xué)方程可以看出兩個(gè)變量呈明顯正相關(guān)。因此在ICH 后腦水腫腫脹程度可以通過(guò)血清IL-1β 的變化情況來(lái)得到間接的反應(yīng),IL-1β 的升高反應(yīng)了腦水腫加重的程度。IL-1β 由于是一種損傷性的細(xì)胞因子,可以破壞血腦屏障(BBB)導(dǎo)致其通透性增加,從而導(dǎo)致并加重血管源性腦水腫;因此IL-1β 的變化可能間接反應(yīng)了血腦屏障受破壞的程度,或者說(shuō)反應(yīng)了血管源性腦水腫的程度;(4)實(shí)驗(yàn)我們還發(fā)現(xiàn)血清IL-1β 測(cè)量值在ICH 后16 h 時(shí)與對(duì)照組相比已出現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,而腦含水量的變化是在ICH 后24 h 與對(duì)照組相比才出現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,其峰值較腦水腫峰值來(lái)的更早。因此可以認(rèn)為血清IL-1β 值較早地反應(yīng)了腦水腫變化程度。通過(guò)對(duì)血清IL-1β 值的監(jiān)測(cè)可以提前了解到腦水腫的變化是加重或者減輕,從而為臨床贏得更多的處理時(shí)機(jī)。
高血壓腦出血是臨床常見(jiàn)的腦血管疾病之一,其死亡率一直居各類卒中性疾病前列。目前對(duì)于那些出血量中等、意識(shí)處于清醒但煩躁或者嗜睡的患者[8],其治療究竟采用內(nèi)科保守治療還是外科手術(shù)治療一直是臨床醫(yī)師的困惑。目前臨床上主要依據(jù)頻繁復(fù)查頭部CT 來(lái)了解腦水腫并根據(jù)醫(yī)師臨床經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行綜合判定手術(shù)時(shí)機(jī)。而CT 復(fù)查對(duì)于危重患者存在搬運(yùn)風(fēng)險(xiǎn),醫(yī)師臨床經(jīng)驗(yàn)的不足導(dǎo)致誤判定手術(shù)時(shí)機(jī)可能給患者會(huì)帶來(lái)災(zāi)難性的后果。此外顱內(nèi)壓監(jiān)護(hù)作為一種有創(chuàng)監(jiān)護(hù)監(jiān)測(cè)腦水腫需要將傳感器植入顱內(nèi),且價(jià)格昂貴,患者的經(jīng)濟(jì)及心理依從性相對(duì)較差,因此存在局限。我們?cè)趧?dòng)物實(shí)驗(yàn)上證實(shí)了血清IL-1β 測(cè)量值與腦含水量值兩個(gè)變量的變化呈正相關(guān),如果臨床上高血壓腦出血患者也符合這個(gè)規(guī)律的話,則對(duì)于那些ICH 后難以判定是采用手術(shù)還是保守治療的患者進(jìn)行血清IL-1β 監(jiān)測(cè),在IL-1β 上升階段結(jié)合傳統(tǒng)頭部CT 復(fù)查和臨床經(jīng)驗(yàn)綜合判定無(wú)需手術(shù)的患者在血清IL-1β 監(jiān)測(cè)的下降階段就可以放心選擇保守治療。反之,在血清IL-1β 監(jiān)測(cè)的上升階段患者已經(jīng)出現(xiàn)意識(shí)加深,CT 提示中線結(jié)構(gòu)發(fā)生移位等出現(xiàn)手術(shù)指征的病例,則不宜繼續(xù)等待患者觀察,應(yīng)果斷采取措施,中轉(zhuǎn)手術(shù)。這樣,血清IL-1β 監(jiān)測(cè)可以作為一個(gè)客觀的實(shí)驗(yàn)室指標(biāo),為臨床醫(yī)師對(duì)于ICH 后患者手術(shù)時(shí)機(jī)的選擇提供輔助判定的依據(jù)。但是,我們目前僅完成的是動(dòng)物實(shí)驗(yàn),尚缺乏相應(yīng)的臨床資料,對(duì)于促炎細(xì)胞因子IL-1β 這種新的臨床意義有待于今后進(jìn)一步的臨床探討。
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